焊缝形式及形状尺寸

焊缝形式及检验

(一)焊缝形式

焊缝按不同分类方法可分为下列几种形式：

(1)根据GB／T 3375—94的规定，按焊缝结合形式，分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝和端接焊缝五种：

1)对接焊缝：在焊件的坡口面间或一零件的坡口面与另一零件表面间焊接的焊缝，

2)角焊缝：沿两直交或近直交零件的交线所焊接的焊缝。

3)端接焊缝：构成端接接头所形成的焊缝。

4)塞焊缝：两零件相叠，其中一块开圆孔，在圆孔中焊接两板所形成的焊缝，只在孔内焊角焊缝者不称塞焊。

5)槽焊缝：两板相叠，其中一块开长孔，在长孔中焊接两板的焊缝，只焊角焊缝者不称槽焊。

(2)按施焊时焊缝在空间所处位置分为平焊缝、立焊缝、横焊缝及仰焊缝四种形式。

(3)按焊缝断续情况分为连续焊缝和断续焊缝两种形式。

断续焊缝又分为交错式和并列式两种(图1—16)，焊缝尺寸除注明焊脚K外，还注明断续焊缝中每一段焊缝的长度l和间距e，并以符号“Z”表示交错式焊缝。

图1—16 断续角焊缝

(a)交错式(b)并列式

（4）焊接方法

(二)焊缝的形状尺寸

焊缝的形状用一系列几何尺寸来表示，不同形式的焊缝，其形状参数也不一样。

熔焊接头的组成

经熔焊所形成的各种接头都是由焊缝、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成，见下图。

（1）焊缝（2）熔合线（3）热影响区（4）母材

焊缝起着连接金属和传递力的作用，它是焊接过程中由填充金属和部分母材熔合后疑固而成，其性能决定于两者熔合后成分和组织。

热影响区是母材受焊接热的影响（但未熔化）而发生金相组织和力学性能变化的区域。焊后热影响区上有可能产生脆化、硬化和软化的不利现象。

焊缝各部分名称

1．焊缝宽度

焊缝表面与母材的交界处叫焊趾。焊缝表面两焊趾之间的距离叫焊缝宽度，如图1—17。

图1—17焊缝宽度

2．余高

超出母材表面焊趾连线上面的那部分焊缝金属的最大高度叫余高，见图1—18。在静载下它有一定的加强作用，所以它又叫加强高。但在动载或交变载荷下，它非但不起加强作用，反而因焊趾处应力集中易于促使脆断。所以余高不能低于母材但也不能过高。手弧焊时的余高值为0～3mm 。 凸度

熔深

焊趾

焊缝计算厚度

焊脚

焊脚 焊跟

图1—18 余高

3．熔深

在焊接接头横载面上，母材或前道焊缝熔化的深度叫熔深，见图1—19。

图1—19 熔深

(a)对接接头熔深(b)搭接接头熔深(c)T形接头熔深

4．焊缝厚度

在焊缝横截面中，从焊缝正面到焊缝背面的距离，叫焊缝厚度，见图1—20。

图1—20 焊缝厚度及焊脚

(a)凸形角焊缝(b)凹形角焊缝

焊缝计算厚度是设计焊缝时使用的焊缝厚度。对接焊缝焊透日寸它等于焊件的厚度；角焊缝时它等于在角焊缝横截内画出的最大直角等腰三角形中，从直角的顶点到斜边的垂线长度，习惯上也称喉厚，见图1—20。

5．焊脚

角焊缝的横截面中，从一个直角面上的焊趾到另一个直角面表面的最小距离，叫做焊脚。在角焊缝的横截面中画出的最大等腰直角三角形中直角边的长度叫焊脚尺寸，见图1—20。

6．焊缝成形系数

图1—21 焊缝成形系数的计算

熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝宽度(B)与焊缝计算厚度(H)的比值(ф＝B／H)，叫焊缝成形系数，见图1—21。该系数值小，则表示焊缝窄而深，这样的焊缝中容易产生气孔和裂纹，所以焊缝成形系数应该保持一定的数值，例如埋弧自动焊的焊缝成形系数ф要大于1．3。（这个在标准上一般不做硬性规定, 属于工艺和技术控制范畴,

另外单纯的追求焊缝宽度指标更是不合理的，因为他往往与需要达到的容身相关联，所以我们一般都考察深宽比（深度/宽度的比值），对于SAW 当焊道宽度和深度之比过大时会产生凝固裂纹；反之在固化过程中会产生中心收缩裂纹W/D之比应该是在1.2~0.8之间(参考)，但对于LBW和EBW可以达到很高的深宽比....，而PAW（的小孔焊）也是属于或接近能束的一种焊接方法，在焊缝拍片合格的情况下，当然是焊缝越窄越好，因为焊缝越窄，母材受焊接产生的性能弱化就越少，接头性能就越高。）

7．熔合比

是指熔焊时，被熔化的母材在焊道金属中所占的百分比。

各种接头、坡口和焊缝的形式见表1—3。

表1—3 各种坡口、接头及焊缝形式

1.焊缝尺寸不符合要求

①形状焊缝表面高低不平、焊缝波纹粗劣、纵向宽度不均匀、余高过高或过低、角焊缝单边以及焊脚尺寸不符合要求等。如图1所示。

②危害造成焊缝成形不美观，影响焊缝

与母材金属的结合强度，易产生应力集中，降

低接头承载能力等。

③产生原因焊件坡口角度不对、装配间

图1 焊缝表面尺寸不符合要求隙不均匀、焊接参数选择不合适或运条手法不

正确等。

④防止措施选择适当的坡口角度和间隙，提高装配质量，正确选择焊接工艺参数和提高焊工的操作技术水平等。

图 2 咬边

2.裂纹

焊接中的裂纹有很多类型，产生裂纹的原因也很多，关于裂纹的理论知识在以后的章节有介绍，这里不再多讲。

3.咬边

①形状 沿着焊趾的母材部位上被电弧

熔化而形成成的凹陷或沟槽称为口角边。其形

状如图2所示。

②危害 降低接头强度及承载能力，易产

生应力集中，形成裂纹等。

③产生原因 焊接工艺参数选择不当，焊接电流过大，电弧过长，焊条角度不正确以及运条不适当等。

④防止措施 选择正确焊接电流和焊接速度，电弧不能拉得太长，掌握正确的运条方法和运条角

度等。

4.未焊透(常见根

部)

①形状 焊接时，接头根部未完全熔合的现象称为未焊透对于对接焊缝也指焊缝深度未达到要求。如图3所示。

②危害 易造成应力集中，产生裂纹，影响接头的强度及疲劳强度等。 ③产生原因 坡口角度过小，间隙过小或钝边过大；焊接速度过快；焊接电流太小；电弧电压偏低；焊接时有磁偏吹现象；清根不彻底；焊条可达性不好等。

④防止措施 正确选择焊接参数、坡口尺寸，保证必须的装配间隙，认真操图3 未焊透